[發明專利]基于渦流管制冷技術的壓縮空氣干燥裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 201410407983.0
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104174261A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 殷勇高;鄭寶軍;張小松
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于空氣干燥技術領域，具體涉及一種基于渦流管制冷技術的壓縮空

氣干燥裝置及其工作方法。

背景技術

壓縮空氣是僅次于電力的第二大動力能源，又是具有多種用途的工藝氣源，其應用范圍遍及石油、化工、冶金、電力、機械、電子、食品、醫藥、國防等行業和部門。由于濕空氣壓縮冷凝后成為濕飽和空氣，并夾帶大量的液態水滴，引起設備、管道和閥門銹蝕，冬天結冰阻塞氣動系統中的小孔通道，對生產過程造成不利影響，引起國民經濟巨大損失。為保證這類低濕工業生產區域所需的干燥環境，采用溶液除濕技術對壓縮空氣進行深度干燥。溶液除濕與再生過程的驅動力均為溶液表面蒸汽壓與空氣水蒸氣分壓力之差，溶液表面的蒸汽壓大小與溶液溫度密切相關。在溶液濃度一定的條件下，降低除濕過程中溶液溫度，除濕效果越好，除濕后的空氣能夠達到的含濕量也越低；升高再生過程中溶液溫度，再生效果增強。

然而現有技術中，對于只需要常壓深度干燥空氣的場所，高壓除濕器出口的壓縮空氣直接被節流，造成空氣勢能的極大浪費，傳統的技術中干燥裝置結構復雜，工作效率低下。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種基于渦流管制冷技術的壓縮空氣干燥裝置，使其具有回收干燥壓縮空氣的勢能且具有較好的除濕和再生性能，不再需要外部輸入熱量與冷量，只需將高壓除濕器出口的干燥壓縮空氣送入渦流管制冷系統獲得熱氣流和冷氣流，利用高溫熱氣流對經空壓機出口壓縮空氣加熱的稀溶液進一步升溫后再生，低溫冷氣流降低除濕溶液的溫度，有效降低壓縮空氣出口含濕量，增強除濕效果；本發明的另一目的在于提供基于渦流管制冷技術的壓縮空氣干燥裝置的工作方法。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

基于渦流管制冷技術的壓縮空氣干燥裝置，其包括空氣壓縮機、氣液換熱器、空氣冷卻器、高壓儲氣罐、高壓除濕器、第一控制閥、噴嘴、孔板、渦流室、第二控制閥、高壓儲液罐、第一節流閥、中間換熱器、溶液加熱器、常壓再生器、常壓儲液罐、高壓溶液泵、溶液冷卻器、第三控制閥和干燥空氣出口；

在所述的空氣壓縮機上設有空氣進口和排氣口，所述的空氣壓縮機的排氣口與氣液換熱器的第一輸入端相連，氣液換熱器的第一輸出端與空氣冷卻器的進口相連，空氣冷卻器的出口與高壓儲氣罐的進口連接，儲氣罐出口與高壓除濕器的側面下端進氣口連接；在所述的高壓除濕器的下方設有底部排液口，該底部排液口與高壓儲液罐相連；

高壓儲液罐的出口經第一節流閥連接中間換熱器的第一輸入端，中間換熱器的第一輸出端與氣液換熱器的第二輸入端相連，氣液換熱器的第二輸出端與溶液加熱器的第一輸入端相連，溶液加熱器的第一輸出端與常壓再生器的噴淋器相連；常壓再生器的底部排液口經管道連接中間換熱器的第二輸入端，中間換熱器的第二輸出端與常壓儲液罐相連，常壓儲液罐的出口依次經過高壓溶液泵、溶液冷卻器的第一輸入端和第一輸出端、第三控制閥連接高壓除濕器的噴淋器；

第一控制閥的輸入端與高壓除濕器側面上端排氣口相連，第一控制閥的輸出端通過管道與用于輸入壓縮空氣的噴嘴相連，所述的噴嘴設置在渦流室上，在渦流室兩側分別裝有孔板，所述的渦流室的第一出口經第二控制閥與溶液加熱器的第二輸入端相連，所述的渦流室的第二出口經管道與溶液冷卻器的第二輸入端相連；所述的溶液加熱器的第二輸出端與溶液冷卻器的第二輸出端相連；在溶液加熱器的第二輸出端與溶液冷卻器第二輸出端的連通部位設有干燥空氣出口。

在所述的常壓再生器的側面下端進氣口設有用于輸入再生空氣的風機，在常壓再生器的側面上端設有用于排出再生空氣的排氣口。

所述的基于渦流管制冷技術的壓縮空氣高效除濕干燥裝置的工作方法，其特征在于：其包括壓縮空氣干燥流程、高壓溶液除濕和常壓溶液再生循環流程以及渦流管制冷強化溶液除濕再生流程；

1）壓縮空氣干燥流程如下：濕空氣有空氣進口進入空氣壓縮機壓縮后獲得壓縮空氣，壓縮空氣經氣液換熱器、空氣冷卻器冷卻降溫后經高壓儲氣罐進入高壓除濕器，同時濃溶液依次經高壓溶液泵、溶液冷卻器加壓冷卻后進入高壓除濕器與壓縮空氣進行熱質交換，獲得的干燥壓縮空氣經高壓除濕器側面上端的排氣口排出；